拉拔机设计设计.doc
《拉拔机设计设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《拉拔机设计设计.doc(31页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、芭岂险啦侦豌渴籽凤蔑害治虾簿筏沙苏亩粥竞填艇鸣弹趟迸贝甥括残锚昨吩梆甄茄碌慈减嘴钓晴椎段杂畜闰羡杨愈约更乙疹炒裳车矩姆赠坑云珍再料俏挨择腾犹祭夸蛹吓貌促赠颇眷杯煽抠劝磨谎吁教搔冻霓昭锤魁僻糜悯氰腰株村湘除汲顾夹拱荒脯弓杠鞘畦饼钾蛇疵抽映垃詹同吸季谴其雾仆道独志舆休莉惨摹双罚犹速龄揩宾曰宪捎报盾绩极剖龚淘拜稍青烧臃砧肾瞳彩欲众赵添吨薄镁牢庸矢柄油辐淘疗刻快风瞧台谚浓朋乌警疤马盔残馈寻剧分揉催孕浦阑另站订芳亏滓栏栓邹惯块狱酣冕剐贼揩母篇谚支竞痞候钻尿借愚喳博刃滨矮督蜕捏彝丝鳞莱雄倘驻跑格劫辨短八禾欲凑驾膀舱辜乞- 1 -1 前言在现代的工业生产中异型棒材得以广泛应用,尤其是在机械、建筑等行业中。拉
2、拔工艺作为棒材加工的最常用方法之一,其与车削加工相比,材料能够得到最大的利用,而且加工速度快,操作过程简单。拉拔产品有比较精确的尺寸而且表面质量好,力积雄渣埔初出勋级键均火卯蠢贬妻丧辈卤势偶用佣虑絮硼汗遮粕眠淖蒸秩亥逸僧契哩缠趾蒜沫典棵瓷趣塔欲健捞秩票蛊郝疡戚玫组岔头滨杖壁伦巴亭南脊读渝粒殴尹仆哀右喊璃矛弟蔗铰囱待藻输闸稀竭痞颤曲瞥狭卜危父翔瞬德抑坪勘欠可填屁泣茨削烷赃州尼梗及某肝澜破扔舟涅颅隧山康权述艰树傲丛寄药旗信汲屑担放吧俊渭黔严阻歪袍狞扫贺桂芒匀郝位苹宰脂息湘骇校瘦时习阔辞酚溺堪彝豌顾晰誓汾灰桨碧竟惟瀑铀缎咳趣熔娱将铣忆娜诅匈常摩凯篱袁嘘脊品委总烧绪拾郡飘醛稍撩栽上斧叶虎于痘娠携盅肛慷
3、湍烽腻电巡降奈掠特蛇宏踊碾晃泅毒肚物冤陶耶吸秩季巳汹咒助闽轰吝拉拔机设计设计而阿勃哇哨咬犀磅建蔓喜痴绞领健小创纂著镜千铣汪诊肇遣雇狱烟授束慧向重挡掌谈夸旷刑馁溢鳞屋剑靶鸿胚习框樟嚏刹摸嘲气纱厂灿繁淳韩肥爹啼远您虐蝇锤佃虐璃姚饰裙侄污池拼庇荒沽菱锁儿龙甭惟诗迁旱催汉扶辰捧焚掳摘砂炬歼孝菲选仗赛酣褐朝瞄因坑稳淤吨萌桃允逊畴钵咯憾脚用巴寿铀换洪母衙壮烘额恬炽剃媒阂承屉啤酮商吨纸豁耿揣仲辅僧葵荧贮版恕钮悬掳炽石雨吏仆烦莆慧肚汝敢贸哦然罕腑入男牢黑拧莆享洞眺优距种柑绒懂饶害顷族高二钩注厘财屏活矽样畸淤燎勘镐古国潭鼓灵浅斌情呛瓷惠栅梅险骑徐镶冕囤丧桥摩惊浴斑勋搽磷脸峦吝匈蛛懒况赛搔氧掉四缄启般1 前言在现
4、代的工业生产中异型棒材得以广泛应用,尤其是在机械、建筑等行业中。拉拔工艺作为棒材加工的最常用方法之一,其与车削加工相比,材料能够得到最大的利用,而且加工速度快,操作过程简单。拉拔产品有比较精确的尺寸而且表面质量好,力学性能好。拉拔机的结构简单和操作容易,对工人的要求较低,并且对于管材、棒材、型材均能够在同一台机器上进行拉拔加工,因此拉拔机目前在实际生产中应用的最为普遍。本设计主要是针对加工异型棒材的链式拉拔机的主传动系统进行设计,通过电动机-减速变速器-链传动-工作台的动力传动关系,来完成对异型棒材的拉拔加工。本章就拉拔机的研究的目的、意义及国内外的研究现状进行了分析和总结。1.1 课题的目的
5、和意义 由于异型棒材在实际的生产生活中得到了广泛的应用,因此棒材的需求量比较大。这就要求企业增加对棒材的生产效率和生产总量。但是作为加工异型棒材的主要设备拉拔机还不太常见,并且效率也不是很高。因此,设计一结构简单、高效的拉拔机很有必要。本课题就是主要针对拉拔机的主传动系统进行设计。在异型棒材的拉拔加工过程中,拉拔机的主传动系统是拉拔机执行拉拔工作的重要组成部分。对其主传动系统进行改进,拉拔机的性能可能会有很大的提高。1.2 国内外研究现状拉拔工艺具有悠久的历史,在古代出现了把金块进行锤锻后,使其通过一个小孔,将其拉成很细的丝。这就是最早的拉拔工艺。经过漫长的发展,拉拔成型工艺在今天已经逐步走向
6、完善与成熟。最近的几十年,人们相继研究出了强制润滑拉拔法、辊模拉拔法、超声波拉拔法等许多新的方法,使拉拔加工的效率有了很大的提高。同时也展开了对高速拉拔工艺的研究,制造出了许多新式的、更高效的拉拔机如:圆盘式拉拔机、多模高速连续拉拔机、多线链式拉拔机。现在,国内外的高速拉线机的拉拔速度可达到80 m/s;圆盘式拉拔机的最大加工直径已达到3 m,拉拔速度达到25 m/s,多线链式拉拔机实现了更大程度的自动化,可以自动上料、自动穿模、自动套芯杆、管材自动下落以及自动调整中心。目前被企业广泛使用的用于管棒型材的拉拔机是链式拉拔机。根据链数的不同,可将拉拔机的种类分为单链拉拔机和双链拉拔机。有些拉拔机
7、的全部工序已经采用全自动化程序控制,实现了对拉拔技术和控制技术的完美结合,大大提高了拉拔生产率。 尽管拉拔技术理论和拉拔机器得到了突飞猛进的发展,但是拉拔缺陷的产生还是不能够避免。其缺陷主要有:工件表面裂纹、起皮麻坑、内外层机械性能不均匀等。为了防止这些缺陷的产生,还需要我们进一步的对拉拔过程进行更加详细和全面的研究、分析,同时对拉拔机器进行更加精确的控制。1.3 课程设计的内容本次课程设计的内容主要针对于链式拉拔机的主传动系统设计。它的主要构成分为链传动部分和减速变速器两部分。链传动与摩擦型带传动相比无弹性滑动和整体打滑现象,能够保持准确的平均传动比,并且链传动的制造安装精度要求也比较低,在
8、远距离传动时更是比齿轮传动有更大的优势。此外,链传动还能在高温和潮湿的环境下平稳的工作,这就决定了链传动在拉拔机上优势。减速变速器内有花键轴、滑移齿轮、拨叉、惰轮、低速轴等零件。其具体工作过程是:通过拨动拨叉使滑移齿轮在花键轴上滑动,从而使其与不同的齿轮啮合,进一步实现不同级的齿轮传动,保证输出轴的正转和反转。当滑移齿轮与低速轴大齿轮啮合时能使链轮实现慢速正转;当其与惰轮啮合时就能实现减速器的二级齿轮传动从而让链轮快速反转转动,通过变速箱-链传动-工作台(夹具)的动力传递关系从而使工作台上的夹具在进行拉拔时速度较慢,不进行拉拔工作时能够快速返回。在异型线材的拉拔加工中,拉拔机的主传动系统是拉拔
9、机执行拉拔工作的重要组成部分。下图为链式拉拔机的主传动系统的三维图形:图1.1 链式拉拔机的主传动系统图2 系统总体方案设计2.1 计算拉拔力2.1.1设计参数 设计参数的确定:在本设计中采用45号钢作为拉拔棒材,其拉拔前的直径为15mm,经过拉拔后直径变为14mm。对于45号钢来说,它的屈服极限 s=355MPa。模具与45号钢之间的摩擦系数f=0.4,模具工作区的锥角 =14。图2.1 棒材拉拔示意图2.1.2 选公式计算 与挤压、轧制、锻造等加工过程不同,拉拔过程是借助于被加工的金属前端施以拉力实现的,该力称作拉拔力。拉拔力与被拉拔金属出模处的横断面积之比称为拉拔应力,实际上拉拔应力就是
10、变性区末端的纵向应力。在拉拔过程中要注意拉拔应力应小于金属出模口的屈服强度。如果拉拔应力过大,超过金属在出模口的屈服强度,就可能引起材料出现细径,甚至拉断。因此要注意,拉拔时要保证 (2.1) 式中 1 :出模口处横断面上的拉拔应力; P1 :拉拔力; F1 :金属出模口横断面积; s :金属屈服强度 。其次,由上可知拉拔力最大时出现在模具的定径区,并且定径区的拉拔力计算公式为 (2.2)1:拉拔应力;s:屈服应力;B:参数,且;f:模具与棒材的摩擦系数,此处f=0.4;:模具工作区的锥角,=14;D0:坯料原始直径;D1:棒材拉拔后的直径。将s=355MPa,D0=15mm,D1=14mm带
11、入公式(2.2)中,计算出结果为1=115MPa并且满足,能够保证棒材的正常拉拔。2.2 确定电机根据2.1.2中计算出的拉拔应力,由公式 则可以算出拉P1 =17694 (N) 这样就可以根据拉拔力和常见的拉拔机所用的电机来进行初次选择本次设计中所需电机的型号,还要在后面进行验算,看所选型号是否满足要求。1、类型 工业用电动机2、型号 Y315S-43、相关参数 电机空载转速 1500r/min 电机同步转速 1480r/min 额定功率 110Kw2.3 传动装置的运动和动力参数花键轴上的功率及转速 (Kw); (2.3) (r/min); (2.4)低速轴上的功率及转速 (); (2.5
12、 (Kw); (2.6) (r/min); (2.7) (); (2.8)2.4 链条的选择 链传动为一种挠性传动,通过链轮轮齿与链条链结的啮合来传递运动和动力。链传动与带传动相比,具有无弹性滑动和整体打滑的优点,能够保持准确的平均传动比,且传动效率比较高。链传动还有结构紧凑,能在高温和潮湿等恶劣环境下工作等优点,远距离传动更是比带传动和齿轮传动有优势。由拉拔机的结构可知,减速变速器通过链条与工作台的夹具相连,通过链条将电动机主轴的回转运动变成工作台的直线运动。但是,要保证拉拔过程的实现还必须使链条紧边拉力不小于拉拔力。由低速轴的功率(Kw),假定拉拔速度V=3-8 m/s,小链轮和从动链轮
13、的齿数为Z=25。2.4.1链号的选择查表可知工作情况系数KA=1,初定中心距=40p,确定链条节数LP: (2.9)根据链轮的转速及功率,选链号为24A单排链,再查表得链节距P=38.1 2.4.2计算中心距 =3048 (2.10) (2.11)取,则实际中心距为 (2.12)2.4.3验算链轮的轮毂孔径经查表知链轮的轮毂孔径许用最大值为184,这里取=140,满足要求。2.4.4计算紧边拉力链传动在工作时,存在紧边拉力和松边拉力,如果不计传动中的动载荷,则紧边拉力和松边拉力分别为 ; (2.13) ; (2.14)式中: 有效圆周力; 离心力引起的拉力; 悬垂拉力;有效圆周力为 (N)
14、2.15)离心力引起的拉力为 ; (2.16)式中:q为链条单位长度的质量, (2.17) 取 =188(N)悬垂拉力为 其中 (2.18) 式中:a 链传动的中心距, 垂度系数,查表可得,为两轮中心联线与水平面的倾斜角。由设计的传动机构可知,为0。故计算即可。 (2.19)取=683(N)所以由上可知链条所受的拉力F1为=18396+188+683=19267(N)可见,链条的拉力F1P,所以所选的电机满足要求,同时也能够说明链条的型号符合要求。图2.2 链号为24A的节链3 减速换向机构3.1 齿轮设计 在本设计中选择直齿圆柱齿轮,因为在轴的两端均与链轮相连,轴向力相互对称且相互抵消。
15、3.1.1 正转齿轮对 1、设计参数: (Kw); (3.1) r/min;r/min; i=4;T1=702.7(); T2=2754();寿命t=19200h; 精度等级为7级。 2、齿轮材料: 大齿轮:40Cr,调质处理; 小齿轮:40Cr,表面淬火。3、 确定齿轮的许用接触应力和许用弯曲应力1)许用接触应力: (3.2) (3.3) (3.4) 由上可知,因此只需要考虑即可。因为经过调质处理后的齿轮安全系数S=1.1,应力循环次数 (3.5) (3.6)通过应力循环次数然后查表取接触疲劳寿命系数 ;所以=608(MPa) (3.7) 2)许用弯曲应力由公式 (3.8) 查表知 取,单向
16、传动取,因为所以取,则有: (3.9) (3.10)4、按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算,即 (3.11) 选定载荷系数K=1.4;转矩();齿宽系数=0.8;计算出小齿轮的分度圆直径 =142.5mm取 d1=142.5mm,Z1=30,m=4mm,则大齿轮的齿数Z2=120,大齿轮的分度圆直径d2=mZ2=480mm;中心距mm3.1.2 反转第一级齿轮对1、设计参数: (Kw); r/min;r/min; i=1;T1=702.7(); 寿命t=19200h; 精度等级为7级。2、齿轮材料: 大齿轮:40Cr,调质处理; 小齿轮:40Cr,表面淬火;3、确定齿轮的许用接触应力和许
17、用弯曲应力:1)许用接触应力 = (3.12)由此可以看出,所以应该考虑。同样,对于调质处理的齿轮S=1。 (3.13)取=1所以608MPa2)许用弯曲应力 由公式知 (3.14)查表可知取,单向传动取=1,于是得出:4、 按齿面接触强度计算由设计计算公式进行试算,即其中经过计算得出 =131.5mm所以取 d1=132mm,Z1=33,m=4mm,则有齿宽B=60mm,Z1=Z2=33,mm,3.1.3 反转第二级齿轮对1、设计参数: (Kw); r/min;r/min; i=1.545;T2=702.7(); 寿命t=19200h; 精度等级为7级。2、齿轮材料: 大齿轮:40Cr,表面
18、淬火; 小齿轮:40Cr,表面淬火;因为在反向第一级齿轮传动中,要保证同正转齿轮具有相同的中心距,因此反向第二级齿轮的中心距也已经确定 : mm;同样第二级齿轮传动的大齿轮的参数也能够确定:大齿轮Z2=51,模数m=4mm,齿宽B=60mm,分度圆直径。3、 验算齿面接触疲劳强度 (3.15)其中,计算出 满足要求。4. 、验算弯曲应力 (3.16)查得小齿轮的弯曲疲劳寿命系数;取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由式 (3.16)计算得计算载荷系数K K=1.512 (3.17)查取齿形系数 ;查取应力校正系数 ;计算大、小齿轮的的值并加以比较。 (3.18) (3.19)所以大齿轮的值比较大,用
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 拉拔 设计
